專利名稱：一種列車安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及列車多個部件的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，尤其涉及使用簡單通訊協(xié)議的列車智能單元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及包括列車各車廂之間的網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)交換、遠程連接以及車廂內(nèi)部的運行數(shù)據(jù)采集、安全控制和數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
列車運行需要由普通車廂、特殊功能車廂(如餐車、發(fā)電車、行李車)和車頭構(gòu)成。每個車廂又包含大量的控制設(shè)備，如空調(diào)、制動、主電源控制等。隨著列車提速以及其他輔助功能的開發(fā)，列車的控制系統(tǒng)將會更為復(fù)雜。已有的典型做法是為特別的需求設(shè)計專用的智能部件，如智能空調(diào)控制單元，制動控制系統(tǒng)，智能電源柜等。
由于在列車系統(tǒng)中各單元之間不僅相對獨立，而且還存在相互聯(lián)系。當采用控制單元獨立設(shè)計的方法時，系統(tǒng)中不得不將所需要的信息全部采集進來以達到獨立運行的目的，這種設(shè)計方法使得實際系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)一個車廂內(nèi)可能多個獨立單元采集同一數(shù)據(jù)量，或一個裝置在多個單元中出現(xiàn)。這樣，不僅造成資源浪費，而且給工作人員的管理造成不便。
此外，隨著列車服務(wù)功能的不斷增加，對系統(tǒng)功能需求也在不斷增加。也需要新的智能單元接入。一個方便、開放的的擴展方案對系統(tǒng)實施就十分重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能簡化各智能單元、便于管理、協(xié)調(diào)相互間操作和開放的列車安全監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它由連接各車廂的列車主網(wǎng)、各車廂的子網(wǎng)構(gòu)成，主網(wǎng)由主網(wǎng)主控制器和主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組成，子網(wǎng)由子網(wǎng)主控制器、車廂網(wǎng)絡(luò)和各個基本控制單元組成；各個基本控制單元內(nèi)均包括單片微型計算機和通訊接口，各個基本控制單元的通訊接口與子網(wǎng)主控制器的通訊接口通過車廂網(wǎng)絡(luò)連接；子網(wǎng)主控制器與主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有網(wǎng)關(guān)(GATWAY)，網(wǎng)關(guān)由單片微型計算機和通訊接口組成，子網(wǎng)主控制器與網(wǎng)關(guān)的單片微型計算機連接，網(wǎng)關(guān)的通訊接口與主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接。
本發(fā)明針對現(xiàn)有列車的實際情況，采用分級網(wǎng)絡(luò)的連接方法實施了各個智能單元的連接和數(shù)據(jù)交換。主體由連接各車廂的列車主網(wǎng)和各車廂的子網(wǎng)構(gòu)成。主網(wǎng)管理列車通訊和數(shù)據(jù)交換，子網(wǎng)管理車廂內(nèi)數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)操作。主網(wǎng)主控制器通過各個車廂的網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)對各車廂數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送控制指令，其優(yōu)點在于(1)使得各車廂的控制相對獨立，對其他車廂的干擾變??；(2)減輕主網(wǎng)中主控制器的負擔，主網(wǎng)主控制器只需要和各個車廂的網(wǎng)關(guān)聯(lián)系即可實現(xiàn)對各個車廂的通訊和控制。子網(wǎng)主控制器通過車廂網(wǎng)絡(luò)控制空調(diào)控制單元、主電源控制單元、軸溫控制單元、制動控制單元、全球定位系統(tǒng)(GPS)單元、顯示單元等各個基本控制單元。子網(wǎng)中允許接入的設(shè)備數(shù)量大大增加，可多達127個，用于更多控制單元的擴展。另外，各基本控制單元采用微控制器為核心設(shè)計，各部分既可獨立進行數(shù)據(jù)實時采集、處理和控制，又可連接到網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)操作和交換數(shù)據(jù)。
圖1為本發(fā)明系統(tǒng)主網(wǎng)的結(jié)構(gòu)框2為本發(fā)明系統(tǒng)的子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)框3為用于主網(wǎng)各節(jié)點計算機通訊數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)4為用于子網(wǎng)各節(jié)點計算機通訊數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)5為主網(wǎng)高層程序流程6為一個子網(wǎng)高層程序流程圖具體實施方案本發(fā)明系統(tǒng)實施方案用于實現(xiàn)列車各車廂之間的數(shù)據(jù)交換和車廂內(nèi)各控制單元之間的協(xié)調(diào)操作。
每節(jié)車廂中的各個基本單元由微控制器為核心構(gòu)成基本智能控制單元，在各自的應(yīng)用程序管理下完成安全控制的基本功能，各個基本單元均為模塊形式。所有基本控制單元通過子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接到子網(wǎng)主控制器(車廂主控制器)上，并在該子網(wǎng)主控制器控制下實現(xiàn)每節(jié)車廂內(nèi)各單元之間的協(xié)調(diào)操作。子網(wǎng)的主控制器還通過顯示裝置將每節(jié)車廂的工作狀態(tài)通過顯示模塊顯示出來。
接著子網(wǎng)主控制器通過集成的網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)與主網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊和命令傳送。主網(wǎng)由主控制器控制各節(jié)車廂進行數(shù)據(jù)通訊，主網(wǎng)主控制器首先發(fā)出指令到指定的車廂控制器，由車廂控制器網(wǎng)關(guān)與主網(wǎng)主控制器的數(shù)據(jù)通訊實現(xiàn)整列車的數(shù)據(jù)通訊和管理。
圖1圖示地表示一個依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的主網(wǎng)。它包括列車主網(wǎng)101、多個車廂子網(wǎng)102、主網(wǎng)主控制器103。主網(wǎng)主控制器103通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制指令數(shù)據(jù)包給每個車廂子網(wǎng)102，并接受車廂子網(wǎng)返回的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)列車整車控制。主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選形式是RS-485的規(guī)程，然而，應(yīng)理解為可使用其他形式的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)該發(fā)明。
所述的車廂子網(wǎng)102由車廂主控制器108、車廂網(wǎng)絡(luò)113、主電源模塊114、空調(diào)模塊115、軸溫模塊116、制動模塊117以及GPS模塊118構(gòu)成。當系統(tǒng)模塊擴展時，應(yīng)包含其它擴展的模塊。車廂主控制器108由網(wǎng)關(guān)110、顯示模塊111和子網(wǎng)主控制器112構(gòu)成，并通過內(nèi)部總線109相互連接。車廂子網(wǎng)102通過網(wǎng)關(guān)110和列車主網(wǎng)101連接。
主網(wǎng)主控制器103還通過無線模塊104、公共電話網(wǎng)105、調(diào)制解調(diào)器106與監(jiān)控中心的遠程計算機107連接，實現(xiàn)遠程中心的實時監(jiān)控。業(yè)內(nèi)人士可以認識到主網(wǎng)控制器103到監(jiān)控中心計算機107可以采用任意形式的無線連接，本實施例是用GSM實現(xiàn)的。
圖2圖示地表示一個依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的子網(wǎng)。由車廂網(wǎng)絡(luò)113連接各個部件。車廂網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包含任意類型的數(shù)據(jù)通訊通道，例如RS-485、以太網(wǎng)。優(yōu)選的實施例是通過RS-485實現(xiàn)的。
車廂主控制器108用于管理車廂內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)的各個設(shè)備。該控制器由網(wǎng)關(guān)模塊110、顯示模塊111和子網(wǎng)主控制器模塊112構(gòu)成。
模塊之間由內(nèi)部總線109連接?？偩€109包括控制總線和數(shù)據(jù)總線，控制總線用于模塊之間的通訊握手信號，數(shù)據(jù)總線用于模塊之間交換數(shù)據(jù)。
網(wǎng)關(guān)模塊由#1單片微型計算機202和通訊接口201構(gòu)成。通訊接口201實現(xiàn)子網(wǎng)同列車主網(wǎng)101的物理連接，#1單片微型計算機202通過該接口與列車主網(wǎng)主控制器103通訊，以實現(xiàn)車廂到列車主網(wǎng)主控制器103的數(shù)據(jù)交換。該單片微型計算機還通過內(nèi)部總線109與子網(wǎng)主控制器112交換數(shù)據(jù)。
顯示模塊111由#2單片微型計算機203、鍵盤接口204以及顯示接口205構(gòu)成，用于顯示當前車廂的各種數(shù)據(jù)和設(shè)置所需參數(shù)。鍵盤205通過鍵盤接口將參數(shù)輸入到單片微型計算機203，單片微型計算機203通過顯示接口206將數(shù)據(jù)送顯示部件207予以顯示。同時該單片微型計算機還通過內(nèi)部總線109與子網(wǎng)主控制器112交換數(shù)據(jù)。
子網(wǎng)主控制器112由#3單片微型計算機208和通訊接口209組成。用于管理車廂網(wǎng)絡(luò)113上的接入設(shè)備。單片微型計算機208還通過內(nèi)部總線與單片微型計算機202、單片微型計算機203交換數(shù)據(jù)和協(xié)同操作。
車廂主控制器108的內(nèi)部連接是三個單片機和內(nèi)部總線109?？捎卸喾N單片微型計算機(如Intel公司的8051系列單片機、ATMEL公司的89系列和90系列單片機、TI公司的MSP430系列)和內(nèi)部總線(如并行、SPI)來實現(xiàn)。
電源模塊210為車廂主控制器的各個模塊提供所需直流電源。
由車廂主控制器108和車廂網(wǎng)絡(luò)113構(gòu)成的車廂管理網(wǎng)絡(luò)可以允許多個車廂設(shè)備的接入。已有的接入模塊包括主電源模塊114、空調(diào)模塊115、軸溫模塊116、制動模塊117以及GPS模塊118。
主電源模塊以單片微型計算機213為中心，通過通訊接口214接入車廂網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與子網(wǎng)主控制器的通訊。單片微型計算機213通過模擬量輸入接口211采集電信號(如交直流電壓、電流)，通過溫度傳感器輸入接口212采集多點的溫度，通過數(shù)字量輸入接口采集相關(guān)的開關(guān)量信號。根據(jù)采集到的信號通過控制信號輸出接口控制執(zhí)行裝置進行正常的安全控制操作。
空調(diào)控制模塊115具有和主電源模塊類似的結(jié)構(gòu)。
軸溫模塊116由單片微型計算機219、通訊接口218、溫度傳感器接口217和輸出接口220構(gòu)成。單片微型計算機219通過溫度傳感器接口217采集車廂的軸溫，根據(jù)軸溫的情況通過輸出接口220驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)進行安全操作，并由通訊接口218通過車廂網(wǎng)絡(luò)113與車廂主控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
制動模塊117用于對車廂制動情況進行檢測。單片微型計算機222通過壓力傳感器輸入接口221對制動壓力以及通過數(shù)字量輸入接口224對開關(guān)量信號的監(jiān)測，確定是否對制動部件進行操作，然后通過控制信號輸出接口225驅(qū)動執(zhí)行裝置進行制動安全控制。為實現(xiàn)車廂內(nèi)的協(xié)同操作，該模塊通過通訊接口223接入到車廂網(wǎng)絡(luò)。
GPS模塊由單片微型計算機228和單片微型計算機230協(xié)同控制。微型計算機228通過GPS接口227讀取GPS的數(shù)據(jù)。單片微型計算機230通過內(nèi)部連接從單片微型計算機228獲取GPS的數(shù)據(jù)，并通過通訊接口229建立與車廂主控計算機112的通訊連接。
圖3圖示地表示用于主網(wǎng)各節(jié)點計算機通訊數(shù)據(jù)包。主網(wǎng)通訊的數(shù)據(jù)包301由起始字節(jié)302、指令或數(shù)據(jù)303以及結(jié)束字節(jié)304構(gòu)成。起始字節(jié)302描述了該數(shù)據(jù)包發(fā)向哪個目標地址，其可能的取值范圍為80H-FEH。80H表示目標地址為主網(wǎng)控制器，即數(shù)據(jù)包發(fā)往主網(wǎng)的主控制器；81H-94H表示對應(yīng)于各個車廂的站點編號；95H-FEH保留給進一步擴展站點使用。指令或數(shù)據(jù)303包括數(shù)據(jù)包305和校驗碼306。數(shù)據(jù)包305由車廂要發(fā)送的數(shù)據(jù)構(gòu)成，在本系統(tǒng)中由于發(fā)送的數(shù)據(jù)一般為小于十進制100的數(shù)值，所有數(shù)據(jù)采用7位二進制描述。校驗碼306由所有發(fā)送數(shù)據(jù)的累計和描述，為考慮數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，校驗碼采用該累計和的低7位二進制數(shù)值。結(jié)束字節(jié)304的值為十六進制數(shù)FFH。
可以注意到數(shù)據(jù)包中大于等于十六進制數(shù)80H的字節(jié)為特殊控制字符，小于80H的為數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于不論車廂子網(wǎng)在何時接入主網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，都可通過單一字節(jié)確定通訊數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送狀態(tài)。這樣所發(fā)送的數(shù)據(jù)包不僅可以用整個數(shù)據(jù)包的形式交換，而且更適合以字節(jié)為單位的通訊。
圖4圖示地表示用于子網(wǎng)各節(jié)點計算機通訊數(shù)據(jù)包。子網(wǎng)通訊的數(shù)據(jù)包401具有和主網(wǎng)通訊數(shù)據(jù)包類似的格式，它由起始字節(jié)402、指令或數(shù)據(jù)403以及結(jié)束字節(jié)404構(gòu)成。起始字節(jié)402描述了該數(shù)據(jù)包發(fā)向哪個設(shè)備，其可能的取值范圍為80H-FEH。80H表示目標地址為子網(wǎng)主控制器，即數(shù)據(jù)包發(fā)往子網(wǎng)的主控制器；81H-85H表示對車廂內(nèi)各個設(shè)備的編號；86H-FEH保留給進一步擴展設(shè)備使用。指令或數(shù)據(jù)403包括數(shù)據(jù)包405和校驗碼406。數(shù)據(jù)包405包含車廂內(nèi)各個設(shè)備需要進行交換的數(shù)據(jù)和控制指令。校驗碼406描述數(shù)據(jù)的校驗和，其校驗方式類似檢驗碼306的方式。結(jié)束字節(jié)404的值為十六進制數(shù)FFH。
從保留用于設(shè)備擴展的編號86H-FEH可以看出，子網(wǎng)可允許多達121個新設(shè)備的擴展，因此子網(wǎng)的擴展容量很大。
圖5描述一個主網(wǎng)高層流程圖，它說明依據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的主網(wǎng)在數(shù)據(jù)交換過程中的相關(guān)操作。該流程圖由主程序501、遠程通訊線程502、主網(wǎng)通訊線程503和車廂網(wǎng)程序504共四部分構(gòu)成。主程序501、遠程通訊線程502、主網(wǎng)通訊線程503運行在主網(wǎng)主控制103上，實現(xiàn)主網(wǎng)控制和遠程通訊。車廂網(wǎng)關(guān)程序504運行在車廂網(wǎng)關(guān)中的單片計算機202上，實現(xiàn)與主網(wǎng)主控制器103的數(shù)據(jù)通訊。
主程序采用消息響應(yīng)的方法實現(xiàn)。從框505開始，首先進入框506初始化通訊端口，然后進入框507啟動通訊線程，所啟動的通訊線程包括遠程通訊線程502和主網(wǎng)通訊線程503。接著，主程序進入框508等待消息到達。當一個事件發(fā)生的消息到達時，主程序進入框509檢查所到達的消息是否為數(shù)據(jù)更新消息。如果是，則進入框510更新存儲器和顯示界面，然后回到框508；如果不是數(shù)據(jù)更新消息，則進入框511。框511檢查是否為收到遠程數(shù)據(jù)的消息，如果是，則進入框512發(fā)送當前列車整車的數(shù)據(jù)，然后回到框508；如果不是，則進入程序結(jié)束消息檢查框513，如果不是程序結(jié)束消息，返回到框508繼續(xù)等待下一個消息；如果是程序結(jié)束消息，則進入框514關(guān)閉所有由該程序打開的線程，最后主程序進入框515結(jié)束程序。
遠程通訊線程502由主程序501啟動和關(guān)閉，作為一個線程獨立運行，實現(xiàn)與遠程計算機107的遠程通訊。該線程從框516開始，首先進入框517等待連接指令，當收到連接指令后進入框518建立與遠程計算機的連接。接著，框519檢查所建立的連接是否成功，如果不成功則返回到框517繼續(xù)等待連接指令；如果連接成功，則進入數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)。數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)首先進入框520等待本地消息和遠程通訊指令。當收到消息和指令后，進入框521檢查是否為遠程指令，如果是，則進入框522向主程序501發(fā)出收到一個遠程指令的消息，然后返回框520等待下一個事件；如果不是，進入框523。框523檢查是否有數(shù)據(jù)發(fā)送，如果是，則進入框524向遠程計算機發(fā)送數(shù)據(jù)，然后返回到框520；如果不是則進入框525?？?25檢查是否關(guān)斷通訊連接，如果不是，則返回框520保持數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)；如果是，則進入框526關(guān)斷連接，進入到等待連接狀態(tài)，即返回到框517。
主網(wǎng)通訊線程527也由主程序501啟動和關(guān)閉，作為一個線程獨立運行，通過主網(wǎng)101實現(xiàn)與各個車廂中網(wǎng)關(guān)110的通訊。該線程從框527開始，首先進入框528初始化當前站號(各車廂子網(wǎng)在主網(wǎng)中的編號)，然后進入一個循環(huán)操作。循環(huán)操作的第一步是進入框529向當前站號描述的站發(fā)送指令，然后進入框530等待車廂控制器返回數(shù)據(jù)。接著框531檢查在規(guī)定的時間內(nèi)是否收到完整的數(shù)據(jù)包，如果收到，即數(shù)據(jù)包到達未超時，則進入框532項主程序發(fā)送數(shù)據(jù)已經(jīng)更新的消息，然后進入框533；如果在規(guī)定的時間內(nèi)未收到完整的數(shù)據(jù)包，即操作超時，則直接進入框533?？?33更改當前站號到下一個站號，以實現(xiàn)對車廂網(wǎng)關(guān)循環(huán)掃描通訊的目的。在更改完當前站號的數(shù)值后，主網(wǎng)通訊線程又返回到循環(huán)操作的第一步，即框529執(zhí)行下一個循環(huán)操作。
從上述流程圖可以注意到實現(xiàn)本發(fā)明的主網(wǎng)控制器和相關(guān)軟件有多種選擇。如采用運行Windows操作系統(tǒng)的PC，采用Unix操作系統(tǒng)的工作站等。優(yōu)化的實施例采用工業(yè)控制計算機和Windows XP操作系統(tǒng)，利用Visual C++開發(fā)完成。
車廂網(wǎng)關(guān)110在列車主網(wǎng)中處于從屬設(shè)備的地位，它由車廂網(wǎng)關(guān)程序504控制實現(xiàn)和主網(wǎng)主控制器103的通訊。車廂網(wǎng)關(guān)程序從框534開始，首先進入框535主網(wǎng)主控制器發(fā)出指令，然后進入框536?？?36檢查所收到的指令是否為發(fā)送給本機的合法指令，如果是則進入框537發(fā)送本車廂當前數(shù)據(jù)，然后返回框535等待下一個指令；如果沒有收到合法的指令，則直接返回到框535。
圖6描述一個子網(wǎng)高層流程圖，它說明依據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的子網(wǎng)各模塊之間的數(shù)據(jù)交換方法和控制操作。該流程圖包括子網(wǎng)主控程序601、顯示程序603、智能單元主程序602、智能單元中斷程序604共四個部分。子網(wǎng)主控程序601運行在單片微型計算機208上，實現(xiàn)對車廂網(wǎng)絡(luò)的管理。顯示程序603運行在單片微型計算機203上，用于顯示車廂中各個設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)。智能單元主程序602和中斷程序604運行在各個安全控制單元的單片微型計算機上實現(xiàn)安全控制和子網(wǎng)協(xié)同操作。
子網(wǎng)主控制器程序601從框605開始，首先進入框606，初始化數(shù)據(jù)變量并復(fù)位從計算機，即網(wǎng)關(guān)單片微型計算機202和顯示單片微型計算機203。接著，該程序流程進入循環(huán)操作。循環(huán)操作的第一步是框607向當前設(shè)備發(fā)出控制指令，在指令發(fā)出后，進入框608等待指定設(shè)備的數(shù)據(jù)包返回。然后程序流程進入框609檢查等待數(shù)據(jù)包的操作是否超時？如果是，即在約定的時間內(nèi)沒有返回完整的數(shù)據(jù)，進入框611，設(shè)置當前設(shè)備為下一個要通訊的設(shè)備；如果沒有超時，即在約定的時間內(nèi)收到了一個合法的數(shù)據(jù)包，則進入框610，更新顯示和網(wǎng)關(guān)計算機的數(shù)據(jù)，操作完成后，再進入框611?？?11設(shè)定一個新的當前設(shè)備號之后，程序流程又返回到循環(huán)的第一步，即框607，重復(fù)循環(huán)操作。
智能單元主程序602在模塊上電復(fù)位后即從框612開始程序。首先進入框613初始化計算機并打開通訊中斷，即當與通訊相關(guān)的事件發(fā)生時，允許中斷服務(wù)程序604進行中斷服務(wù)。此后，智能單元主程序602進入安全控制循環(huán)。該循環(huán)從框614采集傳感器數(shù)據(jù)開始，用采集到的數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)存儲區(qū)，即進入框615，然后進入框606根據(jù)安全控制算法輸出控制信號進行安全控制操作。操作完成，再次從框614開始循環(huán)。
智能單元中斷服務(wù)程序604由主程序602的框613打開通訊中斷后從框617開始執(zhí)行。其操作主要是進行循環(huán)與子網(wǎng)主控制器程序601進行數(shù)據(jù)通訊操作。循環(huán)操作的第一步是框618，檢查是否收到數(shù)據(jù)？如果不是，則進入框621；如果是，則進入框619；框619檢查受到的數(shù)據(jù)包是否為合法指令？如果不是，則進入框621；如果是，則進入框620啟動數(shù)據(jù)發(fā)送操作，響應(yīng)子網(wǎng)主控制器程序601?？?21檢查在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中是否還有需要發(fā)送的數(shù)據(jù)？如果沒有，則返回到框618繼續(xù)循環(huán)操作；如果有數(shù)據(jù)要發(fā)送則進入框622發(fā)送數(shù)據(jù)，然后返回到框618。
顯示程序603的作用是將子網(wǎng)主控制器601獲取的數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息送顯示設(shè)備予以顯示。該程序從框623開始，首先進入框624初始化計算機并顯示開機首頁畫面，然后進入循環(huán)操作。循環(huán)操作由框625和框626組成。框625讀入鍵盤的狀態(tài)，框626使用當前數(shù)據(jù)按所要求的操作顯示指定畫面，并根據(jù)輸入的鍵盤值設(shè)置參數(shù)。
結(jié)合附圖2和附圖6中的說明，圖中所示的單片微型計算機可以采用多個生產(chǎn)廠家的芯片，如ATMEL公司的90系列、TI公司的MSP430系列。優(yōu)化的實施例針對各個模塊的特點采用不同的單片微型計算機，模塊114、115、116和117采用ATMEL的AT90S8535單片微型計算機，模塊118采用Intel公司51系列兼容的單片微型計算機。
權(quán)利要求
1.一種列車安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它由連接各車廂的列車主網(wǎng)、各車廂的子網(wǎng)構(gòu)成，主網(wǎng)由主網(wǎng)主控制器和主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組成，子網(wǎng)由子網(wǎng)主控制器、車廂網(wǎng)絡(luò)和各個基本控制單元組成；各個基本控制單元內(nèi)均包括單片微型計算機和通訊接口，各個基本控制單元的通訊接口與子網(wǎng)主控制器的通訊接口通過車廂網(wǎng)絡(luò)連接；子網(wǎng)主控制器與主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)由單片微型計算機和通訊接口組成，子網(wǎng)主控制器與網(wǎng)關(guān)的單片微型計算機連接，網(wǎng)關(guān)的通訊接口與主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的列車安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于子網(wǎng)主控制器與網(wǎng)關(guān)組成車廂主控制器，網(wǎng)關(guān)的單片微型計算機通過內(nèi)部總線與子網(wǎng)主控制器的單片微型計算機連接。
3.如權(quán)利要求2所述的列車安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于車廂主控制器內(nèi)還設(shè)有顯示模塊，顯示模塊的單片微型計算機通過內(nèi)部總線與子網(wǎng)主控制器的單片微型計算機和網(wǎng)關(guān)的單片微型計算機連接。
4.如權(quán)利要求1所述的列車安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于主網(wǎng)通訊的數(shù)據(jù)包由起始字節(jié)、指令或數(shù)據(jù)以及結(jié)束字節(jié)構(gòu)成；起始字節(jié)描述該數(shù)據(jù)包發(fā)向哪個目標地址，其取值范圍為80H-FEH；80H表示目標地址為主網(wǎng)控制器，即數(shù)據(jù)包發(fā)往主網(wǎng)的主控制器；81H-94H表示對應(yīng)于各個車廂的站點編號；95H-FEH保留給進一步擴展站點使用；指令或數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)包和校驗碼；數(shù)據(jù)包由車廂要發(fā)送的數(shù)據(jù)構(gòu)成，發(fā)送的所有數(shù)據(jù)采用7位二進制描述；校驗碼由所有發(fā)送數(shù)據(jù)的累計和描述，校驗碼采用該累計和的低7位二進制數(shù)值；結(jié)束字節(jié)的值為十六進制數(shù)FFH。
5.如權(quán)利要求1所述的列車安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于子網(wǎng)通訊的數(shù)據(jù)包由起始字節(jié)、指令或數(shù)據(jù)以及結(jié)束字節(jié)構(gòu)成；起始字節(jié)描述該數(shù)據(jù)包發(fā)向哪個設(shè)備，其取值范圍為80H-FEH；80H表示目標地址為子網(wǎng)主控制器，即數(shù)據(jù)包發(fā)往子網(wǎng)的主控制器；81H-85H表示對車廂內(nèi)各個設(shè)備的編號；86H-FEH保留給進一步擴展設(shè)備使用；指令或數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)包和校驗碼；數(shù)據(jù)包包含車廂內(nèi)各個設(shè)備需要進行交換的數(shù)據(jù)和控制指令；校驗碼描述數(shù)據(jù)的校驗和，校驗碼采用該累計和的低7位二進制數(shù)值；結(jié)束字節(jié)的值為十六進制數(shù)FFH。
6.如權(quán)利要求1所述的列車安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于各個基本控制單元包括空調(diào)控制單元、主電源控制單元、軸溫控制單元、制動控制單元、全球定位系統(tǒng)單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種列車安全監(jiān)控系統(tǒng),它由連接各車廂的列車主網(wǎng)、各車廂的子網(wǎng)構(gòu)成,主網(wǎng)由主網(wǎng)主控制器和主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組成,子網(wǎng)由子網(wǎng)主控制器、車廂網(wǎng)絡(luò)和各個基本控制單元組成;子網(wǎng)主控制器與主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)由單片微型計算機和通訊接口組成,子網(wǎng)主控制器與網(wǎng)關(guān)的單片微型計算機連接,網(wǎng)關(guān)的通訊接口與主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明針對現(xiàn)有列車的實際情況,采用分級網(wǎng)絡(luò)的連接方法實施了各個智能單元的連接和數(shù)據(jù)交換。主網(wǎng)主控制器通過各個車廂的網(wǎng)關(guān),實現(xiàn)對各車廂數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送控制指令。子網(wǎng)中允許接入的設(shè)備數(shù)量大大增加,用于更多控制單元的擴展。各部分既可獨立進行數(shù)據(jù)實時采集、處理和控制,又可連接到網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)操作和交換數(shù)據(jù)。
文檔編號B61L27/00GK1388030SQ02138730
公開日2003年1月1日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月1日
發(fā)明者胡秉誼, 李有勝, 張運武, 張釗 申請人:胡秉誼, 李有勝